微污染水處理中生物填料的發(fā)展方向

污水處理中的“生物接觸氧化法”和微污染水處理中的“生物接觸氧化法”在原理上是完全一樣的，但由于處理水質(zhì)及主要去除對象的不同，使得這兩種工藝在核心部件—— 微生物載體的選擇上有著(zhù)不同的要求。在污水處理中，氣水比較大、水力停留時(shí)間較長(cháng)，生物膜生活在一個(gè)相對穩定的環(huán)境中，在長(cháng)時(shí)間的曝氣過(guò)程中填料表面的生物膜與污水中的污染物接觸幾率顯著(zhù)增加。而在微污染水處理中，由于所需處理的水量較大、氣水比小、水力停留時(shí)間較短，生物膜生存的環(huán)境相對較差，較快的水流速度也使得生物膜與污染物的接觸幾率大大減少。因此，在微污染水處理中，開(kāi)發(fā)適合其水質(zhì)特征的新型高效填料就顯得尤為重要。筆者認為今后生物填料的研究應主要集中在以下幾個(gè)方面：

1、微生物的強化

微生物的強化作用包括生物量積累、生物活性刺激、專(zhuān)有菌種固定等，這一點(diǎn)在阿科蔓生態(tài)基和科亮生物帶中均有體現，阿科蔓生態(tài)基以其兩段型和兩面型編織設計創(chuàng )造了菌藻共生體系，而科亮生物帶輔以科利爾活性菌亦形成高效的微生物處理系統。生物填料未來(lái)的發(fā)展應以微生物的強化作用為著(zhù)眼點(diǎn)，開(kāi)發(fā)出具有高生物量、強生物活性、高效微生物菌種的新型填料。

2、污染物的富集

由于微污染水中污染物濃度低，不利于微生物的生長(cháng)和繁殖，因此有必要將污染物富集以促進(jìn)微生物的生長(cháng)，如生物活性炭技術(shù)，起到了富集污染物的作用。人工固定化生物活性炭技術(shù) 是臭氧一生物活性炭技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應用。傳統的生物活性炭是在長(cháng)期運行中自然形成的，而人工固定化活性炭首先必需篩選和馴化出高活性的工程菌，然后將工程菌固定在活性炭上，從而使生物活性炭具有長(cháng)期穩定的有機物去除率。人工固定化生物活性炭是現今發(fā)展起來(lái)的微污染水處理新技術(shù)，在一定程度上代表了當今飲用水處理技術(shù)的發(fā)展方向。

3、填料的改性

填料的改性主要有親水改性與生物親和改性?xún)煞矫�。親水填料比普通填料掛膜快、不易脫落、對污染物去除效果好；生物親和性填料不會(huì )對生物有任何損壞或副作用，利于微生物生長(cháng)。

張凡等還研制出了具有生物親和性和親水性且帶有弱磁場(chǎng)的活性磁種生物填料，即同時(shí)將生物親和性物質(zhì)(如海藻酸鈣、淀粉等)、親水性物質(zhì)(如含親水基團的聚乙烯醇等)以及經(jīng)修飾的磁粉、活性炭引入普通高分子材料生物填料中，適當充磁后成為生物親和親水活性磁種填料。

這種填料一方面由于其生物親和性和親水性得到改善，大大提高了表面潤濕、傳質(zhì)和掛膜啟動(dòng)等性能；另一方面，填料中的活性磁種能通過(guò)磁致物理化學(xué)生物效應等協(xié)同作用，大幅度增加有機污染物的降解速率。該填料已在廢水處理的研究性試驗中表現出高于普通填料的掛膜性能和污染物去除效果，但在微污染水中的應用還未見(jiàn)相關(guān)報道。不過(guò)其親水性、生物親和性以及所帶弱磁場(chǎng)都代表了生物填料的一個(gè)發(fā)展方向，可以預見(jiàn)在不久的將來(lái)也會(huì )應用到微污染水的處理領(lǐng)域。